浙教版科学八年级下第3章第三节植物与土壤（共3课时）

3.3.1-2之一植物与土壤（一）
知识与技能：区分砂粒、粉砂粒、黏粒的大小和性能；区分砂土类土壤、黏土类土壤、壤土类土壤的土壤质地特征。
过程与方法：通过动手与动脑，归纳实验结论，区分各种类型的土壤。
情感、态度与价值观：运用类比和列表比较的方法，区分三种不同的土壤颗粒和三种不同的土壤。
课堂设计：
引入：请同学用恰当的比喻说说土壤与植物的关系。－－没有土壤，植物就无法生长。
一、植物的根系：
第1.根的功能：吸收土壤中的水分和无机盐；起固定作用（根十分发达，根生长的范围比枝叶大，把植物牢牢地固定在地上）。
◎思考；根吸收水分和无机盐所需的能量来自于什么？引出根还具有呼吸功能。/旁注：1.植物根呼吸作用所需的有机物来自于自身光合作用产生。2土壤中的水分和无机盐是通过根吸收进入植物体内的。即根有固定植物和吸收水分和无机盐功能。◎思考1：“树有多高，根有多深”。树大根深是自然界普遍存在的现象，对这种现象的认识有：①植物的根能牢牢把植物固定在土壤中。②深扎在土壤中的根有利于吸收水分③树大根深，有利于获得无机盐。
◎思考；
第2. 根系：一株植物所有的根合在一起的形态。
①主根：根系中特别发达的，由胚根发育而成的根，一般长而粗。②侧根：主根上分支出来的较发达的根③不定根：从植物的茎、叶上长出来的根。
直根系：有明显发达的主根和侧根之分的根系。如双子叶植物——青菜、大豆、番茄、桃等
须根系：没有明显的主侧根之分，主要由不定根组成的根系。如水稻、小麦、洋葱、蒜等单子叶植物。
总结：直根系和须根系的区别是有没有明显的主根和侧根之分（有无主、侧根之分）。【画出根系形态图进行再区别】
实验 根的观察－－了解根是如何吸收土壤中的营养物质的。
植物比较项目 大豆 小麦
根的数目 很多 很多
是否有明显发达的根 有1条根特别发达 无法辨别
还有哪些植物具有这样的根 菠菜、桃树等 甘蔗等
提问：大豆植株的根系是指：大豆植株的主根和全部侧根。
举例 常见的作物中，哪些是直根系，哪些是须根系？
第3.植物的根在土壤中的分布，与土壤的结构、肥力、通气状况和水分状况等因素有关。
第二、影响植物根系分布的因素。
影响植物根系分布的因素有：①土壤结构、②土壤肥力、③通气状况和④水分状况等。，其中影响最显著的是：地下水位的高低。
探究方法：控制变量法——实验时应建立对照组，两组的地下水位高低不同，但其余条件应尽可能相同，如土壤结构、肥力、通气状况、光照、植株种类等。
探究： 植物根系（同种植物的根系）的分布与地下水位的高低的关系
提出问题：根系的分布和地下水位高低的关系如何？
建立假设：（1）地下水位高，植物根系分布浅。（2）地下水位低，植物根系分布浅。（3）地下水位的高低与植物根系分布无关。
实验方案：三种探究比较1、野外调查2、野外栽培3、实验室栽培
实验方案优劣评价：
⑴野外调查：组织野外观察较难，还要强调安全问题。虽然观察条件不是任何学校所在地都能满足，但是一旦观察到，则实验成功率就较大；小结：优点：最符合实际情况，（实验现象明显），探究成功率高。缺点：适合调查的地点较少甚至不具备，由于对照组和实验组样本的大小和环境等方面差异较大导致次要变量难以控制，人员安全性差。即对照组比较难建立，野外具有较多的不安全因素。
⑵野外栽培，可控性增强，但实验条件也不是任何学校都能满足的；小结：优点：可以控制次要变量。缺点：栽培地点较难选择，环境的变化也可导致干扰因素不可捉摸，栽培时可能生长不良导致实验无法进行。
⑶实验室栽培，虽然可控性较强，但模拟地下水位的高低不大容易做到。小结：优点：实验变量最易控制，实验数据可信度高（方便控制实验条件，建立对照组，栽培植物易成活）。缺点：操作模拟地下水位高低较困难，实验现象可能不太明显。
数据处理：为了减小误差，根系长度应多次测量，取平均值。一株植物根系的长度是根系所有根的平均长度－－所有植物根的长度之和除以根的总数（多次测量取平均值）。多株植物根系的平均长度是多株根系中所有根的长度之和除以多株根系的总根数。（注意：不是加起来除以株数）。
数据处理时，应该去掉无效数据。
实验结论：植物根系的分布与地下水位高低有关。地下水位越高，根系分布越浅，根系的平均长度会越短；地下水位越低，根系分布越深，根系的平均长度会越长；（原因：根的向水性）。
◎思考1：植物在那个环境中生长往往具有教发达的根系？（C）A水田里B小河边C沙漠地区D雪山上//
#教学反思：
【课堂作业】：第1题：见导104页题10，该同学设计实验的错误之处是植物不能用小雏菊，应改为柳树枝。栽培温度应保持相同，在25摄氏度左右。
3.3.1-2之二植物与土壤（二）
知识与技能：区分砂粒类土壤、黏土类土壤、壤土类土壤的主要性状；了解壤土类土壤各种成分的体积分数；说出壤土类土壤最适于植物生长的主要原因。
过程与方法：培养综合分析问题的能力，理解事物之间的联系。通过实验，进一步掌握科学探究的方法。。
情感、态度与价值观：通过本课知识的学习，懂得保护水土资源的重要性，亲身体验实践的乐趣。
重点、难点：能叙述壤土类土壤最适于植物生长的主要原因。
课堂设计：
情境引入：什么样的土壤最适于植物的生长呢？
答：壤土类土壤。
探究发现：
第一.植物细胞的吸水和失水
实验 研究根的吸水部位
实验方法：控制变量法。两株生长旺盛，有叶有根的小麦幼苗，将其中一株剪去根尖后用蜡封断面，另一株不剪作为对照组培养。实验组和对照组必须控制相同的变量是①植株的大小②培养液的数量③温度。
实验原理：小麦幼苗如得不到足够的水分，幼苗会因缺水而发生萎蔫现象。
实验现象：被剪去根的前端（剪去根尖）的小麦幼苗先出现萎焉现象。
结论：说明根吸水（和无机盐）的部位（区域）在根尖。（根尖是植物吸收水分的主要部位）
◎思考1：要移栽一株月季花，应该怎样做？答：小心地月季花连根带土地挖起后转载，尽量不要损伤根系。
◎思考2：植物产生电流的原因是因为吸收水分还是无机盐？答：吸收无机盐。（无机盐多由离子构成，带电的离子在定向移动的过程中形成了电流。）
讨论 在农业生产中，移栽作物幼苗是时为什么要带土移栽？－－避免损伤幼嫩的根尖，使根尖在适应“新环境”以前，仍旧在一段时间内可以从被夹带的土壤中获取水分和营养物质。
问题 为什么根尖能从土壤中吸收水分呢？
观察 了解根尖的结构：显微镜观察根尖
根尖的结构：由下到上分根冠、分生区、伸长区、根毛区四部分。
根冠：在根尖最前端，保护后面的组织，使根在向前生长时，不被土壤颗粒檫伤。/细胞壁薄，细胞排列不整齐、疏松。//主要作用：保护根的作用。
分生区（生长点）：细胞体积小，排列紧密整齐，细胞核小，分裂迅速。细胞（体积）小而排列紧密（大多呈小正方形），细胞壁薄，细胞质浓，没有液泡，细胞核小，具有细胞分裂能力（分裂迅速）//主要作用：有强的分裂能力，使细胞数目增多，补充根冠和伸长区细胞。
伸长区：能较快生长，是根尖伸长最快的地方。其细胞特点是液泡开始加大，细胞质和细胞核逐渐被挤到细胞边缘。细胞壁较薄。细胞的液泡较小，逐渐停止分裂。细胞能迅速生长（生长快），把根尖推向土层。//主要作用：使根向土壤深处伸长。
根毛区（成熟区）：细胞壁较薄，液泡较大（细胞有较大的液泡，由小液泡融合而成，液泡内的液体是细胞液，细胞液的主要成分是水），表皮细胞的一部分向外突起形成根毛。（根毛是根毛区成熟的根表皮细胞向外凸起而形成）根毛很多，细胞停止分裂，中间的细胞分化为输导组织（内有输导组织：导管）。*根毛的作用是：增加根吸水的面积。
*植物根尖的结构中，开始出现细胞分化的部位是根毛区。根毛区中间的细胞分化为输导组织（内有输导组织：导管）。
植物的保证了植物能吸收足够的营养。//主要作用：吸收并输送水分和无机盐。（根毛区是根尖吸水分和无机盐的主要部位（场所））。
◎【思考1】在根尖结构中具有较大液泡的细胞主要分布在：根毛区。
#根毛区根毛吸收大量的水，与其功能向适应的结构特点是细胞壁薄，细胞质很少，液泡很大。
◎【思考2】有人统计：正在抽穗的一株黑麦的根系具有1381万条根和140亿条根毛。根毛区细胞具有很多根毛，扩大了与土壤的接触面积，从而有利于吸水。（根毛的最大作用是使根尖与土壤的接触面积增大，增强根的吸收功能。）
◎【思考3】根的长度不断增加（根不断生长）的原因是因为根尖的分生区细胞的不断分裂和伸长区细胞的伸长。。推动根向土壤不断生长的主要因素是：分生区。（分析：使根不断生长的主要原因是根的细胞不断增加，而细胞分裂部位是在分升区。）
◎【思考4】使根系的平均长度变长的结构主要是伸长区。
◇问题 植物的根是否在如何情况下，都能从土壤中吸收水分呢？
植物吸水：根（器官）——根尖（部位）——根毛区（主要部位）——根毛细胞（细胞）。
植物光合作用：叶（器官）——叶片（部位）——叶肉细胞（细胞）——叶绿体（场所）。
第二.植物细胞吸水和失水的原理。
探究：向甲乙萝卜的洞中分别注入等量的清水和浓盐水，各用一个装有玻璃管的橡皮塞塞住洞口，记下玻璃管内液面的高度，放置一段时间，现象：①甲玻璃管液面高度将下降，乙玻璃管液面高度将上升（液体溢出）。②用手捏萝卜的感觉甲更加坚挺，乙变得软缩。（它们的质量各发生怎样的变化）。③结论：植物细胞可以吸水，也可以失水。当植物细胞液泡内细胞液的浓度9溶质质量分数）大于土壤溶液（细胞周围水溶液）的浓度，则细胞吸水；植物细胞液泡内细胞液的浓度小于土壤溶液的浓度，则细胞失水。进一步提问：植物细胞吸水和失水取决于什么？答：主要取决于细胞液的浓度细胞周围水溶液浓度的大小。当周围水溶液浓度小于细胞液的浓度时，细胞就吸水；当周围水溶液浓度大于细胞液的浓度时，细胞就失水。（分别画出植物细胞吸水和失水的模型图-吸水液泡变大，显微镜下观察这是细胞内变化最大的结构；失水-液泡变小。）（总结：水从溶质质量分数低的一侧向高的一侧扩散。为什么？）
◎【例题1】ABC是3个相邻的植物细胞，细胞液中营养物质的质量分数为A﹥B﹥C，它们之间水分渗透的方向是：用箭头表示
◎【延伸1】植物细胞会从土壤中吸收大量的水分，但细胞却不会破裂，这是由于植物细胞具有细胞壁.
◎【延伸2】①植物根毛吸水的途径是：土壤溶液里的水分→细胞壁→细胞膜→细胞质→液泡。②水分进入根到茎的主要途经：土壤→根毛细胞→内层细胞→导管→茎③植物从土壤中吸收水分经根、茎到达叶中，则三者间的细胞液质量分数比较是叶﹥茎﹥根。
◎【思考1】是否有其他方法进一步证明根毛必须在土壤溶液浓度小于细胞液浓度时才能吸水？生活中有没有类似的例子可以支持这一结论？答：可以把已发生萎蔫的植物放入清水中，观察茎叶是否舒展开来，如果发生这一现象，就表明根毛必须在土壤溶液浓度小于细胞液浓度时才能吸水。日常生活中的现象有：细胞液浓度大于周围溶液浓度的例子①存放多天而干瘪的青菜在清水中一会儿就会重新变鲜嫩，硬挺了一些（细胞吸水胀大）；细胞液浓度小于周围溶液浓度的（土壤溶液浓度超过了根毛细胞细胞液的浓度）例子①糖拌黄瓜或番茄时，发现盆内水分增多。（提问：盆内的液体是否为营养精华？答：不是。细胞液的主要成分是水。）②腌制的农作物在短时间内会变软萎蔫。/腌制的蔬菜有利于保存/腌制咸肉能存放更长的时间③农业生产上一次施肥过多或连续多天施肥，造成“烧苗”现象。④医务人员用浓盐水清洗病人的伤口。/口腔发炎，用盐水漱口，是因为高浓度的盐水能使细菌失水而死。⑤用清洗咸水鱼的水浇一株花卉，不久发现该花卉枯萎死亡，其原因是因细胞失水。⑥把某植物种植在沙质盐碱地，发现植物因发生“烧苗”死亡，其原因是：植物细胞失水过多而死。烧苗的补救方法是：大量浇水，降低土壤溶液溶度，使细胞不再失水。//相关延伸：海水蔬菜，种植在海滩盐碱地上，并且用海水浇灌。说明这类海水蔬菜的特点是跟细胞的细胞液的溶质质量分数较高。大于海水的浓度。（分析：植物生长必须从土壤中吸水，但只有其细胞液浓度大于土壤溶液的浓度时，才能从土壤中吸收水分。）⑦
◎【延伸1】把新鲜萝卜放入浓盐水中，萝卜的质量变化是减小。
◎【思考2】根毛细胞与吸水功能相适应的结构或生理特点是①根毛区的表皮细胞向外突起，形成长短不一的根毛。②根毛伸入土壤颗粒的空隙之间，扩大了根与土壤的接触面积。③根毛细胞细胞液的溶质质量分数一般比土壤溶液的溶质质量分数大。
3.31-3之三 植物与土壤（第3课时）
教学目标：了解植物缺乏氮、磷、钾的病症。知道水体富营养化的基本症状。重难点
重点：植物生长需要无机盐及氮、磷和钾的作用；
难点：水体富营养化的原因、过程及防治措施。
情感、态度、价值观：培养学生观察能力和分析比较能力
教学过程
第一、植物生长需要无机盐
第1◎【实验1】：为研究植物的生长是否需要无机盐，选择了两株萌发不久的水稻幼苗，切去谷粒，把一株浸在清水中培养，另一株的根浸在土壤浸出液中培养，两个星期后情况如下：①浸在土壤浸出液中植株长得健壮；②为了使实验结果正确，此实验需要控制的变量有：两株幼苗大小相近；清水与土壤浸出液体积相同，都放在有阳光的地方，两支试管大小形状一样。。实验结论：①植物的生长需要无机盐。②根吸收的是溶解在水中的无机盐。③生长在土壤中的植物，所需要的无机盐是由根从土壤溶液中吸收来的。
◎植物的生长除了从土壤中吸收水分外，还需要无机盐。不同的无机盐对植物的生长起不同的作用；植物生长需要量最多的是氮、磷和钾元素。
实验 配制四种营养液，观察植物在营养液中的生长。
◇该实验的对照组是：标准营养液中幼苗。该组植株生长得好，是因为土壤浸出液中含有多种无机盐，可促进植物生长。/这个实验，每种营养液均有三株植物样本，这样做的目的是：降低实验现象的偶然性，使实验结论更准确。
实验现象：在分别缺乏氮、磷和钾元素的培养液中，植物的生长状况不同，分别出现生长异常。当分别按标准添加含氮、磷和钾的化合物后，植物的生长慢慢恢复正常。
实验结论：植物的生长需要无机盐，不同的无机盐对植物生长起不同的作用。
#想进一步研究植物缺钾的后果，则甲、乙两试管中所盛的液体分别应是土壤浸出液和不含钾的土壤浸出液。
第2.植物的缺乏症状
三类无机盐 缺乏症状 作用
含氮的无机盐 植株矮小，叶片发黄 促进植物生长，枝叶茂盛，叶色浓绿，增加产量
含磷的无机盐 植株暗绿带红，嫩叶变小。但大量施用磷肥，会使土壤中锌和磷不能吸收，磷成为不溶性物质，不能被农作物吸收利用。 促进根系生长，迅速开花，颗粒饱满
含钾的无机盐 植株矮小，叶片上有褐斑，茎秆软弱，容易倒伏， 茎秆粗壮，不易倒伏
#在平县博平镇大枣因其个大，肉多，香甜可口而远近闻名，在枣树开花结果的初期，宜追加适量的磷肥。
㈠生活中人们发现烧草坪有利于以后草的生长，这说明植物繁衍的生长需要：矿物质元素。
*补充：秸秆还田：增加土壤中的有机物含量。
㈡无土栽培法：根据植物生长发育过程中需要水分和无机盐的道理，人工配制培养液，使植物能从培养液中获得养分。特点：①更容易人为控制植物的生长环境；②生产成本高，只能用于小规模的种植；③土壤的某些作用是无土栽培不能替代的。→可以证明：植物生长必须依赖无机盐。
㈢深层施肥有利于农作物根系伸向土壤深处，这说明根具有的特性之一是：向肥生长（向化性）。
第3.植物与土壤。
㈠植物生长需要从土壤中吸取营养，即需要吸收水分和无机盐。但植物的遗体在土壤中腐烂后能使土壤肥沃。因为它们能增加土壤中有机质的含量。例如：绿肥植物专门用做肥料的栽培植物，作物成熟后，可以就地翻压，也可以异地施用。在农业利用绿肥植物的目的是增加土壤中有机质的含量，可以增加土壤肥力。另例：秸秆还田。
㈡植物的根并不能直接吸收有机质。有机质必须经微生物分解成为无机盐后才能被植物 吸收。
㈢
第二水体的富营养化。
第1.产生原因：水体中含有过多的氮、磷元素。
第2来源
①工业上含较多氮、磷的废水。②农业（废水）上过多使用氮肥和磷肥。 ③生活污水。
第3.出现标志：淡水中出现黄绿色“水华”现象，海水中出现“赤潮”现象。
第4. 富营养化过程：水体中氮、磷元素过多→藻类大量繁殖→水中需氧生物大量繁殖（当这些藻类死亡后，由于细菌分解它们的遗体需要消耗水中大量的溶解氧。）（细菌分解有机物消耗了水体中的大量氧气）→水体缺乏溶解氧→鱼类等水生生物大量死亡→厌氧微生物大量繁殖→水体发黑变臭，水质严重恶化。
◎【思考1】黄绿色“水华”现象根本原因是水体中氮、磷元素大量增多，导致藻类大量繁殖。/“赤潮”使鱼类、软体动物等大量死亡的直接原因是：细菌分解有机物消耗了水体中的大量氧气。/某洗涤剂中含有一种叫三聚磷酸钠的化学物质。处理污水时，要不要除去磷，正确的观点是：含磷污水会导致水和土壤污染，必须除去磷。
#教学反思：
◎【讨论1】为了防止水质严重恶化，我们能在日常生产和生活中做什么？答①：使用无磷洗衣粉（为了减少对水体的污染，防止出现“水华”现象）；②工农业和生活污水要经过处理后排放；③减少化肥使用。（或合理使用化肥）。④不把生活垃圾倒入水中。